Question

【題目】為了研究外界條件對過氧化氫分解速率的影響，某同學(xué)做了以下實驗，請回答下列問題。

編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①	分別在試管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中浸泡；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中浸泡。	試管A中不再產(chǎn)生氣泡； 試管B中產(chǎn)生的氣泡量增大。
②	另取兩支試管分別加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液。	試管A、B中均未明顯見到有氣泡產(chǎn)生。

（1）實驗①的目的是___________________________________________，實驗中滴加FeCl3溶液的目的是________________________________。

（2）實驗②未觀察到預(yù)期的實驗現(xiàn)象，為了幫助該同學(xué)達到實驗?zāi)康�，你提出的對上述操作的改進意見是________________________________________________________（用實驗中所提供的幾種試劑）。

（3）某同學(xué)在50 mL一定濃度的H2O2溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標準狀況下）與反應(yīng)時間的關(guān)系如下圖甲所示，則A、B、C三點所表示的瞬時反應(yīng)速率最慢的是_____________。

甲 乙 丙

（4）對于H2O2分解反應(yīng)，Cu2+也有一定的催化作用。為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計了如圖乙、丙所示的實驗。請回答相關(guān)問題：

①定性如圖乙可通過觀察_________________________________，定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理，其理由是_______________________________________。

②定量用圖丙所示裝置做對照實驗，實驗時均以生成40 mL氣體為準，其他可能影響實驗的因素均已忽略。實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是______________________________。

（5）通過對上述實驗過程的分析，在實驗設(shè)計時，要考慮_________方法的應(yīng)用。

Answer 1

【答案】研究溫度對H2O2分解速率的影響加快H2O2分解速率，使實驗現(xiàn)象易于觀察將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴1mol/L FeCl3溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率C溶液中氣泡產(chǎn)生的速率排除氯離子的干擾（其他合理答案也給分）收集40mL氣體所需的時間控制變量（或?qū)Ρ龋?/span>

【解析】

（1）分別在試管A、B中加入 5mL 5% H2O2溶液，各滴入1～2 滴1mol/L FeCl3溶液．待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)，說明過氧化氫分解能發(fā)生，試管A、B中均有適量氣泡出現(xiàn)時，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中，兩支試管不同點是試管A的溫度比試管B的溫度低，說明研究的是溫度對反應(yīng)速率的影響，而開始加滴加FeCl3溶液，目的加快H2O2分解，故答案為：研究溫度對H2O2分解速率的影響；加快H2O2分解速率，使實驗現(xiàn)象易于觀察；

（2）影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有濃度、溫度、氣體的壓強、催化劑、固體的表面積，另取兩支試管分別加入 5mL 5%H2O2溶液和 5mL10%H2O2溶液，試管A、B中均未見氣泡產(chǎn)生，為加快反應(yīng)速率，可從溫度、或催化劑的影響角度考慮，故答案為：將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴1mol/L FeCl3溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率；

（3）該圖象橫坐標表示時間，縱坐標表示生成氣體的體積，時間越短生成的氣體越多，反應(yīng)速率越快，所以速率最慢的為C，故答案為：C點的即時速率；

（4）①由于反應(yīng)中產(chǎn)生氧氣，所以可通過觀察溶液中氣泡產(chǎn)生的速率來比較反應(yīng)快慢；由于兩種鹽溶液中陰離子不同，所以為排除陰離子不同（或排除氯離子的干擾）而造成實驗的不準確，將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理；

②要想定量分析，則必須測量收集40mL氣體所需的時間來比較反應(yīng)的快慢；

（5）通過對上述實驗過程的分析，在實驗設(shè)計時，要考慮控制變量（或?qū)Ρ龋┓椒ǖ膽?yīng)用。